Минобрнауки Российской Федерации
|
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» |
Кафедра теоретической и общей электротехники
З А Д А Н И Е
И
М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я
к выполнению расчетно-графической работы
по дисциплине
“ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА ”
“Выбор электродвигателя,
средств электропитания и защиты”
САМАРА 2011
УДК 621.313.333
Выбор электродвигателя, средств электропитания и защиты. Задание и методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине “Электротехника и электроника”. 2 изд. (Испр.) - Самара: СамГТУ, 2011. - 24 с.
Утверждено на заседании кафедры ТОЭ 3 ноября 2010 г.,
протокол № 3.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
В методических указаниях приведены задания, даны справочные данные и рассмотрена методика выбора асинхронного электродвигателя по заданному графику нагрузки. Также рассмотрены методики выбора кабеля для электропитания двигателя, выбора аппаратуры управления и защиты электродвигателя от перегрузки, выбора защиты от коротких замыканий. Даны рекомендации по построению принципиальной электрической схемы электропитания двигателя.
Методические указания рекомендуются для обучения студентов технических специальностей.
© СамГТУ
Образец оформления титульного листа
Минобрнауки Российской Федерации
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра теоретической и общей электротехники
РАСЧЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
по дисциплине
“ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА ”
“Выбор электродвигателя, средств электропитания и защиты”
ВАРИАНТ № _____
Выполнил: студент гр._____ ________________________ (ф.и.о.)
С А М А Р А 2011 |
23
Таблица 10
Условные графические изображения в электрических схемах
Обозначение |
Наименование |
|||
а)
|
б)
или |
|
Контакты реле:
а) замыкающий; б) размыкающий |
|
а)
|
б)
|
Контакты аппаратов:
а) трехполюсного выключателя с дугогасителями; б) автоматического выключателя |
||
|
Асинхронный электродвигатель |
|||
|
Катушка реле аппарата |
|||
|
Нагревательный элемент теплового реле |
|||
|
Трансформатор тока |
|||
|
Выключатель кнопочный нажимный с замыкающим контактом |
|||
|
Выключатель кнопочный нажимный с размыкающим контактом |
|||
|
Контакт (электро)-теплового реле |
|||
|
Плавкий предохранитель |
|||
22
1. З А Д А Н И Е
1.1. Выбор варианта
Номер варианта задания от 1 до 28 из табл. 1 определяется преподавателем по списку группы персонально для каждого студента.
В табл. 1 приведены исходные данные для студентов одной группы. Если в потоке более одной группы, то значения параметров определяются умножением величин мощностей нагрузок Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 (и только мощностей!) на сумму цифр номера группы. Значения величин t1, t2, t3, t4, t5 и длины L одинаковы для всех групп студентов.
Внимание! Правильно списывайте свое задание. Рассматриваются работы, выполненные только по персональным заданиям. Списывание курсовой работы у соседа - путь к "Неуду".
1.2. Содержание задания
1) Выбор электродвигателя: построить график нагрузочной характеристики Р(t), произвести расчет эквивалентной мощности и, пользуясь справочными данными, выбрать мощность и тип асинхронного электродвигателя общего назначения; проверить выбранный электродвигатель на перегрузочную способность.
2) Выбор кабеля для электропитания двигателя: рассчитать и выбрать по справочным данным сечение и марку кабеля с алюминиевыми проводами для электропитания двигателя; проверить выбранное сечение на допустимую величину потери напряжения.
3) Выбор аппаратуры управления и защиты электродвигателя от перегрузки: определить токовую уставку для защиты от перегрузки выбранного электродвигателя и выбрать тип магнитного пускателя (или контактора).
4) Выбор защиты от короткого замыкания: определить токовую уставку и тип воздушного автомата для защиты от коротких замыканий цепей с выбранным двигателем.
5) Построение принципиальной электрической схемы: изобразить принципиальную электрическую схему электропитания, защиты и управления асинхронным электродвигателем в соответствии с выбранной коммутационной аппаратурой.
3
1.3. Правила оформления
Расчетную работу оформить в виде записки на листах формата А4 210х297 мм по правилам оформления технической документации. В частности, текст должен объяснять применение тех или иных формул и расчетов, в рисунках должны использоваться чертежные инструменты и шрифт. Титульный лист оформлять по образцу, приведенному на с. 23. Приветствуется машинная графика и распечатка текста на принтерах ЭВМ.
Внимание! Работы, оформленные с нарушением указанных правил, к рассмотрению не принимаются.
1.4. Срок выполнения работы
Работа сдается на проверку преподавателю не позднее чем через 2 недели после выдачи задания.
1.5. Консультации
Предполагают устранение преподавателем затруднений, которые возникли у студента при выполнении расчетной работы, после того как он сам изучил методику и попытался выполнить расчеты. Консультации проводятся после лабораторных работ и лекций, а также на индивидуальных занятиях.
1.6. Защита расчетной работы
Означает, что студент должен быть готов ответить на все вопросы преподавателя, касающиеся сделанной работы и убедить преподавателя в правильности принятых студентом технических решений.
4
Таблица 9
Выключатели автоматические (воздушные автоматы) на 380 В
(выборка из каталога)
Тип |
Номинальный ток автомата н.а., А |
Номинальный ток уставки электромагнитного расцепителя н.у.э., А |
ВА 13-25 |
3.15; 5.0; 16; 25 |
22; 35; 112; 175 |
ВА 13-29 |
3.15; 4.0; 5.0; 6.3; 8.0; 10; 12.5; |
9.5; 12; 15; 18.9; 24; 30; 37.5; 48; 60; 75; 94.5; 120; 150; 189 |
ВА 13-29 |
16; 20; 25; 31; 5.0; 40; 50; 63. |
37; 48; 60; 75; 96; 120; 150; 192; 240; 300; 378; 430; 600; 756 |
ВА 51-31 |
100 |
300; 700; 1000 |
ВА 57-33 |
16; 20; 25; 31.5; 40; 50; 63 |
800 |
-“- |
80; 100 |
1200 |
-“- |
125; 160 |
1900 |
ВА 51-35 |
160; 200; 250 |
1000; 1250; 1600; 2000; 2500 |
ВА 51-37 |
250 |
2500 |
-“- |
320 |
3200 |
-“- |
400 |
4000 |
ВА 52-39 |
250 |
3000 |
-“- |
320 |
3840 |
-“- |
400 |
4800 |
-“- |
500 |
6000 |
-“- |
630 |
6300 |
ВА 83-41 |
250 |
575; 1250; 1750 |
-“- |
400 |
920; 2000; 2800 |
-“- |
630 |
1450; 3150; 4410 |
-“- |
1000 |
2300; 4000; 7000 |
21
Таблица 8
Магнитные пускатели и контакторы на 380 В
(выборка из каталога)
Тип |
Номинальный ток н, А |
ПМЕ-002 |
3 |
ПМЕ-112 |
10 |
ПМЕ-212 |
25 |
ПМЕ-214 |
25 |
ПАЕ-312 |
40 |
ПАЕ-314 |
40 |
ПАЕ-412 |
63 |
ПАЕ-512 |
110 |
ПАЕ-514 |
110 |
ПАЕ-614 |
146 |
КТ6000 |
160 |
КТ6000 |
250 |
КТ6000 |
400 |
КТ6000 |
630 |
КВДК630 |
630 |
КТ6000 |
1000 |
Примечание:
1. Принятые обозначения:
ПМА, ПМЛ, ПМ - магнитные пускатели;
КМ, КТ - контакторы.
20
Таблица 1
Ва- ри- |
Активная мощность нагрузки |
Интервалы времени в цикле |
Длина кабеля, L, м, и |
||||||||
ант |
P1, |
P2, |
P3, |
P4, |
P5, |
t1, |
t2, |
t3, |
t4, |
t5, |
условия |
|
кВт |
кВт |
кВт |
кВт |
кВт |
с |
с |
с |
с |
с |
прокладки |
1 |
1.1 |
2.0 |
1.8 |
1.5 |
1.0 |
20 |
10 |
50 |
20 |
10 |
150; зем. |
2 |
0.5 |
1.5 |
0 |
0.8 |
1.2 |
30 |
18 |
40 |
20 |
24 |
200; зем. |
3 |
2.2 |
1.6 |
2.4 |
3.5 |
1.8 |
12 |
10 |
8 |
12 |
15 |
200; возд. |
4 |
0.7 |
0 |
2.0 |
0 |
0.5 |
10 |
30 |
15 |
25 |
20 |
100; возд. |
5 |
3.0 |
4.5 |
2.0 |
2.4 |
3.0 |
70 |
20 |
60 |
10 |
50 |
80; зем. |
6 |
1.0 |
0 |
2.0 |
2.4 |
1.8 |
20 |
50 |
40 |
50 |
45 |
90; зем. |
7 |
4.0 |
2.5 |
6.0 |
3.0 |
7.0 |
70 |
20 |
60 |
10 |
50 |
85; возд. |
8 |
1.5 |
1.8 |
0 |
3.0 |
0 |
8 |
12 |
50 |
20 |
40 |
75; возд. |
9 |
5.5 |
4.0 |
12 |
6.0 |
3.0 |
15 |
20 |
10 |
18 |
12 |
120; зем. |
10 |
2.0 |
2.6 |
1.5 |
0 |
4.0 |
12 |
10 |
8 |
50 |
5 |
70; зем. |
11 |
6.0 |
15 |
8.0 |
4.0 |
9.0 |
10 |
20 |
40 |
30 |
50 |
110; возд. |
12 |
2.3 |
0 |
6.0 |
0 |
3.0 |
20 |
30 |
15 |
50 |
18 |
130; возд. |
13 |
7.5 |
6.0 |
10 |
8.0 |
5.0 |
80 |
60 |
40 |
10 |
20 |
95; зем. |
14 |
3.0 |
0 |
9.0 |
4.0 |
2.5 |
20 |
50 |
10 |
30 |
25 |
90; зем. |
15 |
9.0 |
12 |
6.0 |
10 |
8.0 |
30 |
20 |
50 |
40 |
20 |
70; зем. |
16 |
3.3 |
6.0 |
0 |
2.0 |
0 |
50 |
45 |
40 |
35 |
40 |
100; возд. |
17 |
11 |
8.0 |
15 |
10 |
12 |
10 |
24 |
18 |
14 |
12 |
50; зем. |
18 |
3.6 |
2.8 |
0 |
3.0 |
5.0 |
12 |
18 |
24 |
14 |
10 |
105; зем. |
19 |
12 |
20 |
8.0 |
4.0 |
16 |
30 |
17 |
15 |
10 |
8 |
75; зем. |
20 |
4.0 |
0 |
6.0 |
0 |
5.0 |
15 |
50 |
20 |
45 |
10 |
95; возд. |
21 |
15 |
8.0 |
16 |
24 |
11 |
15 |
10 |
25 |
30 |
35 |
60; зем. |
22 |
4.2 |
9.6 |
3.6 |
0 |
5.4 |
12 |
26 |
30 |
40 |
15 |
90; возд. |
23 |
18 |
12 |
16 |
24 |
8.0 |
40 |
20 |
30 |
50 |
60 |
70; зем. |
24 |
5.5 |
10 |
0 |
7.0 |
0 |
20 |
15 |
45 |
12 |
40 |
110; возд. |
25 |
22 |
19 |
15 |
28 |
18 |
60 |
70 |
50 |
100 |
80 |
80; зем. |
26 |
6.0 |
0 |
7.5 |
4.0 |
8.0 |
8 |
30 |
12 |
30 |
10 |
120; возд. |
27 |
30 |
24 |
18 |
10 |
5.0 |
7 |
13 |
10 |
12 |
5 |
85; зем. |
28 |
6.5 |
0 |
5.0 |
0 |
9.0 |
20 |
45 |
12 |
50 |
10 |
110; возд. |
29 |
35 |
40 |
45 |
30 |
25 |
15 |
20 |
20 |
23 |
22 |
250; зем. |
30 |
7.0 |
8.5 |
0 |
10 |
0 |
15 |
20 |
70 |
30 |
20 |
105; возд. |
Примечания:
1. Каждое значение мощностей P1, P2, P3, P4, P5 соответствует своему интервалу времени t1 , t2, t3, t4, t5.
2. Условия прокладки означают:
возд. - открытая прокладка в воздухе,
зем. - прокладка в земле.
3. Используется трехфазная сеть 380 В.
5
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Методику выполнения расчетной работы рассмотрим на конкретных примерах из табл. 1.
2.1. Вариант 29 (нечетный) для группы 3
Исходные данные приведены в табл. 2.
Таблица 2
Ва- ри- |
Активная мощность нагрузки |
Интервалы времени в цикле |
Длина кабеля, L, м, и |
||||||||
ант |
P1, |
P2, |
P3, |
P4, |
P5, |
t1, |
t2, |
t3, |
t4, |
t5, |
условия |
|
кВт |
кВт |
кВт |
кВт |
кВт |
с |
с |
с |
с |
с |
прокладки |
29 |
105 |
120 |
135 |
90 |
75 |
15 |
20 |
20 |
23 |
22 |
250; зем. |
Это значит, что асинхронный электродвигатель подключен к трехфазной электрической сети напряжением 380 В (рис. 1) с помощью трехфазного кабеля длиной 250 м, проложенного в земле, и за интервалы времени работы, равные 15, 20, 20, 23, 22 секундам, его нагрузка принимает значения 105, 120, 135, 90, 75 кВт соответственно.
Рис. 1. Схема подключения электродвигателя
1) Выбор электродвигателя: построить график нагрузочной характеристики Р(t), произвести расчет эквивалентной мощности и, пользуясь справочными данными, выбрать мощность и тип асинхронного электродвигателя общего назначения; проверить выбранный электродвигатель на перегрузочную способность.
Строим график нагрузочной характеристики Р(t) (рис. 2).
6
Таблица 6
Длительно допустимые токовые нагрузки на кабели
с алюминиевыми жилами с поливинилхлоридной изоляцией
Сечение |
Длительно допустимый ток доп., А |
|
токопроводящей жилы, мм2 |
для кабеля, проложенного в воздухе |
для кабеля, проложенного в земле |
2.5 |
19 |
29 |
4.0 |
27 |
38 |
6.0 |
32 |
46 |
10 |
42 |
70 |
16 |
60 |
90 |
25 |
75 |
115 |
35 |
90 |
140 |
50 |
110 |
175 |
70 |
140 |
210 |
95 |
170 |
255 |
120 |
200 |
295 |
150 |
235 |
335 |
Таблица 7